Il codice binario0;1

•Bisogno formativo (alta motivazione): Richiesta degli alunni di 3^E in risposta alle domande anonime raccolte in previsione del progetto “Internet sicuro”

•Domanda stimolo1. Il simbolo di accensione Ci avete fatto caso? Alcuni dispositivi elettrici si accendono portando l’interruttore sulsimbolo “1” e si spengono portando l’interruttore su “0”; entrambe le cifre sonoriconoscibili nel simbolo stilizzato di Power che si trova sui nostri computer e smartphone.Le origini risalirebbero alla Seconda Guerra Mondiale quando gli ingegneri cominciarono ausare 0 e 1, cifre del sistema binario, per indicare accensione e spegnimento. Nel 1973, laCommissione Elettrotecnica Internazionale ha stabilito che il cerchio aperto con una lineaal suo interno indicasse lo 'stato di stand-by‘. L'Istituto americano degli Ingegneri Elettrici eElettronici ha deciso successivamente di modificare la definizione in "power" (accensione).

Lezione 1

2. Domanda stimoloPerché nella scheda di memoria del mio smartphone risultano esserci 186 Gigabyte

invece di 200?

Video

La base di un sistema di numerazione posizionale corrisponde al numero di simboliusati per scrivere tutti i numeri ed indica quante unità di un certo ordine sononecessarie per formare un'unità dell'ordine immediatamente superiore.Immaginiamo un pianeta abitato da esseri che hanno soltanto quattro dita. Il lorosistema di numerazione, molto probabilmente, si baserebbe su gruppi di 4 e tutti i loronumeri si scriverebbero soltanto con quattro cifre. Per rappresentare queste cifrepotremmo immaginare simboli nuovi, come ad esempio:◊ ∇ ♦¤

O per comodità utilizzare 0,1,2,3

Sono tre i motivi principali per cui tuttal'informazione digitale passa attraversosequenze di 0 e 1:

1)per creare l'informazione digitalebisogna ricorrere a semplici simboli di unalfabeto numerico: il più semplice alfabetosi basa su due soli simboli (meno di duesarebbe impossibile perché nonpermetterebbe di fare una scelta)

2) per la logica: 0 e 1 sono unaconvenzione per rappresentare il vero e ilfalso che serve per elaborare unainformazione (congiunzione logica: and,vel/aut della disgiunzione logica e lanegazione)

3) 0 e 1 sono molto semplici dadiscriminare, da riconoscere e darappresentare: utiizzando qualsiasi segnalepresente o assente, luce, ombra,accensione e spegnimento di unalampadina, bastano dei sempliciinterruttori che diventeranno deitransistor nei computer

L'informazione digitale

•La codifica binaria è la rappresentazione dell'informazione (caratteri alfanumerici,immagini, suoni ) effettuata utilizzando un alfabeto limitato a soli due simboli (0 ; 1).

•Ogni elemento che assume un valore binario viene indicato con il termine bit (da binarydigit, cifra binaria). Il bit rappresenta l'unità elementare di informazione, una scelta tra "si" e "no", due risposte che possono essere associate ai valori "0" e "1". Il funzionamento dei circuiti elettrici di tutti i calcolatori moderni è basato su due stati elementari: la presenza o l'assenza di un segnale elettrico. Il passaggio della corrente elettrica con l'interruttore chiuso e la lampadina accesarappresenta il simbolo 1 (livello alto +5V), il non passaggio di corrente elettrica conl'interruttore aperto e la lampadina spenta rappresenta il simbolo 0 (livello basso, 0V).

•Il codice è basato su un sistema di numerazione binario, ovvero in base 2, posizionaleI numeri in base 2 saranno scritti per esempio come (100)2 e (110)2.

Codifica binaria

•Collegamento con scienze: le chiavi dicotomiche

In biologia è una divisione di organismi in due raggruppamenti tipicamente basati su di unacaratteristica presente in un gruppo e assente nell'altro; sono parte integrante del processodi identificazione delle specie attraverso domande sequenziali

Tecnicamente rappresenta un semplice algoritmo binario, in informatica paragonabile ad unalgoritmo di ricerca, come appunto la ricerca dicotomica, in una struttura dati (latassonomia), e la conseguente categorizzazione dell'elemento ricercato.

•La risposta "si" o "no" a una domanda porta dunque 1 bit di informazione (0 livello basso, falso, 0V; 1 livello alto, vero, +5V)La risposta a due domande (che pone una soluzione con 4 alternative :"si-si", "no-no", "si-no", "no-si") porta 2 bit di informazione

•Ad una successione di 2 bit si dà il nome di word ; a 4 bit il nome di nibble• Ad una successione di 8 bit (28=256 dati diversi), si dà il nome di byte

• I multipli sono: Kilobyte, Megabyte, Gigabyte e Terabyte. Questi prefissi sono associati generalmente a potenze crescenti di 10:rispettivamente 103, 106, 109, 1012; nel sistema binario questi multipli sono definitiin termini di potenze in base 21 bit = unità elementare di informazione1 Byte = 8 bit1 KByte = 210 Byte = 1024 Byte;1 MByte = 210 KByte = 220 Byte = 1 048 576 Byte;1 GByte = 210 Mbyte = 220 KByte = 230 Byte;1 TByte = 210 Gbyte = 220 Mbyte = 230 KByte = 240 Byte1 Pbyte= 210 Tbyte = 220 Gbyte = 230 MByte = 240 KByte= 250 Byte

Bit e Byte

Ecco la spiegazione alla domanda stimolo 2!!!

Conversione dal sistema decimale al binario e viceversa

1) Il metodo grafico

2) Il metodo delle divisionisuccessive, considerandoi resti. Osservo che se ilnumero binario terminacon 1 è sempre dispari,(se fosse pari il restosarebbe 0)

3) Utilizzando il sistemaposizionale in base 2 (nellaforma facilitata, anche sottoforma di gioco online o pratico)

1 1 0 1

Conversione dal sistema binario al decimale

4) Mettendo a confronto la scrittura per scomposizione polinomiale delsistema decimale e del sistema binario

Lezione postata suEdmodo, con compitiassegnati (conversionida decimale a binarioe viceversa con tutti inmetodi spiegati inclasse)

Lezione 2

• Tagul di consolidamento ( Word Art cloud-parole chiave)

Dal codice binario al codice ASCII"American Standard Code for Information Interchange",

•Prova a decifrare questo messaggio!

Ciao

Il Doodle di Sabato 23 Giugno 2012 è incredibilmente difficile da capire se non si ha un minimo di cultura matematica ed elettronica.Lo scopo del gioco è quello di scrivere la parola "Google", in codice binarioLe sequenze sono:01011 = G00011 = o00011 = o01011 = g01001 = l10000 = e

Prova tu…….

• Google Doodle interattivo

La tabella ASCII (American Standard Code for Information Interchange) è un codiceconvenzionale usato per la rappresentazione dei caratteri di testo attraverso i byte: ad ognibyte viene fatto corrispondere un diverso carattere della tastiera fino a 128 byte (da00000000 a 01111111), i successivi byte fino al 256° costituiscono la tabella ASCII estesa .Nella tabella ASCII standard si trovano le cifre numeriche, le lettere maiuscole e minuscole lapunteggiatura, i simboli ($, &, %, @, #....). Essendo stata concepita in America, noncomprende le lettere accentate. I primi 32 byte della tabella standard sono inoltre riservatiper segnali di controllo. Se si attribuisce ad ogni lettera dell’alfabeto un numero in base allasua posizione, è possibile creare un codice alfanumerico costituito da lettere maiuscole,minuscole, simboli della punteggiatura, fino a 256 combinazioni (1 byte=2alla ottavainformazioni possibili). Nel codice ASCII la lettera A maiuscola (la prima del nostro alfabeto)corrisponde al numero 65 (01000001), quindi basta comporre davanti al numero 1 il numero64 (01000000); lo stesso vale per la lettera a minuscola (97) mettendo davanti a 1 il numero96 (01100000), in codice binario (01100001). L'alfabeto latino, usato nella scrittura di moltelingue nel mondo, presenta una grande quantità di varianti grafiche. Per cercare di ovviare alproblema è stato creato un nuovo standard internazionale detto Unicode che usa 2 byte… ilnumero di combinazioni possibili diventa 256x256 .. i codici disponibili sono così numerosi,che pare verranno inseriti in Unicode persino gli alfabeti di fantasia come l'Elfico di Tolkien o ilKlingon di Star Trek!

Tabella ASCII

MAPPA MENTALELezione 3

Attività codice binario-ASCII- Lezione 3

1. Individuale: Prova a scrivere il nome della tua classe in codice binario (TERZA E)

2. Individuale: “CODE MY NAME” Costruisci un bracciale (o collana, oportachiave…) utilizzando perline chiare (circuito chiuso)/perline nere/scure(circuito aperto) con le iniziali del tuo nome. Allega ad ogni elaborato unfoglio con i calcoli che hai eseguito. (controllo con tutoraggio peer to peer)

3. Individuale-Compito: prova a decifrare il messaggio di Giulia, correggi il codicebinario con la sequenza corretta lunga 8 bit (1 byte)

10110-101-10010-10011-1111 // 1100-101 // 10011-10101-10000-101-10010-1001-1111-10010-1001 solo la prima lettera di ogni parola è maiuscola

Attività codice binario-ASCII- Lezione 4 con EMODO

4. A gruppi: (1 capo e 1 vicecapo; 1 moderatore; 1 controllore/revisioneprodotti)

• invia in codice binario un breve messaggio al gruppo Edmodo (per esempiouna parola a piacere o scelta dal Tagull Word Art cloud) e prova a decifrare ilmessaggio degli altri gruppi. (Con griglia di osservazione).

Verso Le Superiori

TERZA E01010100 01000101 01010010 01011010 0100001 01000101

10110 101 10010 10011 1111 1100 101 10011 10101 10000 101 10010 1001 1111 10010 1001

Verso Le Superiori

CODE MY NAME fotogallery

Attività con Edmodo classe virtuale

Compito di realtà: 2h in compresenza con il tutor

5. Compito di realtà (a gruppi): situazione problema

Consegna: “inventa e costruisci un gioco didattico che abbia come contenuti il codice binarioper i ragazzi di prima E (es: caccia al tesoro; gioco dell’oca; adattamento gioco circuitoelettrico, gioco a quiz con Kahoot, carte memory…).

Regole:-Ricorda che: gli alunni di prima E conoscono le basi del codice binario e sanno eseguire leconversioni , ma non conoscono il codice ASCII. Il gioco, quindi, deve essere corredato daadeguato opuscolo informativo relativo alle regole del gioco stesso, ed eventualmentespiegazioni chiare e semplici della tavola ASCII-Ricorda che: il gioco didattico è destinato a squadre di 4 alunni di prima media scelti inmodo eterogeneo all’interno ed omogenei all’esterno, per coinvolgere tutti, soprattuttogli alunni in difficoltà-il gioco si deve sviluppare in 25 min, affinché i gruppi di 1^E possano scambiarsi tutti igiochi in due spazi orari contigui di matematica-ogni gruppo deve spiegare il proprio gioco ai compagni di classe terza e successivamenteagli alunni di prima E

• Valutazione con scheda di monitoraggio abilità sociali• Rubrica valutativa• Autobiografia cognitiva a fine attività

Giochi di terza E per prima ECaccia al tesoro, carte memory, gioco dell’oca, labirinto

Tre alunni assenti, in gruppo, creeranno un kahoot

Labirinto Caccia al tesoro Kahoot

Carte memory Gioco dell’oca

Consegna dei giochi didattici in prima E

Ulteriori sviluppi del progetto

•Approfondimenti: Leibniz, George Boole, Alan Turing

•Collegamento con la logica: proposizioni e tavole di verità, congiunzione “e”

•Introduzione al coding con Scratch (esercitazione in laboratorio di informatica)